[发明专利]一种基于空间域的重力梯度动态测量滤波方法

权利要求书

1.一种基于空间域的重力梯度动态测量滤波方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、利用卫星导航信息将由与时间对应重力梯度原始信息通过插值的方法投影到与空间位置对应的重力梯度原始数据；

步骤2、直接在空间域设计滤波器并对与空间位置对应的重力梯度原始数据进行滤波，并直接输出该测量结果；

步骤1包括如下步骤：

步骤1.1、根据重力梯度动态测量同步获得的卫导信息，卫导信息为“时间t，纬度Lat，经度Lon”序列；

步骤1.2、将在时间域的重力梯度测量数据“时间t，重力梯度原始测量值Γ序列”投影到空间域，得到“纬度Lat，经度Lon，重力梯度原始测量值Γ序列”；具体为：

1.2.1、根据测线方向为南北方向或东西方向选取主位置信息L，选取方法为：若测线方向为南北方向，则定义主位置信息为纬度信息，即L＝Lat；若测线方向为东西方向，则定义主位置信息为经度信息，即L＝Lon；

1.2.2、获得“主位置信息L，重力梯度原始测量值Γ序列”，具体的：

先基于主位置信息L构建等差的主位置信息D，其中序列D的第一个元素为主位置信息L的最小值，序列D的最后一个元素为主位置信息L的最大值，序列D为等差序列，其序列的公差为d，即：

d＝D_i+1-D_i………………………………… (2)

式中：

d——等差序列D的公差；

D_i——序列D的第i个元素；

公差d可根据实际情况选取，拟设置为0.0005°；

然后再根据实测不等间隔的主位置信息序列L，与之对应的重力梯度原始测量值序列Γ和构建的等间隔的主位置信息序列D，通过分段插值的方法获得与序列D对应的重力梯度原始测量值序列定义插值函数H为：

H(L_j)＝Γ_j,j＝0,1,2,…………………………………… (3)

式中：

H——插值函数；

L_j——序列L的第j个元素；

Γ_j——序列Γ的第j个元素；

而H(x)在每个子区间[L_j,L_j+1],(j＝0,1,2,…)上是线性函数，即：

由此得到与序列D对应的重力梯度原始测量值序列具体公式为：

——通过插值获得与序列D对应的重力梯度原始测量值序列；

1.2.3、计算步骤2.2.2中公差d对应的空间位置间隔ds，具体方法为：

首选计算测线中心点位置主位置信息的地球曲率半径，定义中心测线中心点的纬度、经度和高度分别为Latc、Lonc和hc；当主位置信息为纬度时，地球曲率半径计算公式为：

式中：

R——本条测线地球曲率半径；

R_e——地球长半轴长度；

Latc——测线中心位置的纬度；

e——地球椭球偏心率，也称为椭球度；

当主位置信息为经度时，地球曲率半径计算公式为：

然后由地球曲率半径R计算空间位置间隔ds，具体公式为：

ds＝R·d…………………………………… (8)

式中：

ds——测线主位置信息的空间位置间隔；

步骤2包括：

步骤2.1、在空间域设计数字滤波器

设计中选择有限长单位脉冲响应(FIR)滤波器，滤波器等效截止频率为等效采样频率为

步骤2.2、应用滤波器对重构的等位置间隔重力梯度原始数据进行滤波，具体公式为：

式中：

——滤波后的重力梯度信息；

b——步骤2.1中设计的FIR低通滤波器；

——重构的等空间间隔重力梯度原始数据；

最终重力梯度动态测量结果为等间隔的测线主位置信息D和安装空间域滤波后的重力梯度数据